Etude des proprietes rheologiques en mode ecoulement, fluage et oscillations de suspensions aqueuses concentrees de kaolin. Modelisation des courbes de fluages

• Auteur / Autrice : NAJLA FOURATI
• Direction : DANIEL LEGER
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris, CNAM

Résumé

Cette etude entreprise a l'aide d'un rheometre a contrainte imposee porte sur l'analyse du comportement rheologique en mode ecoulement, fluage et oscillations de suspensions aqueuses concentrees de kaolin. Ces comportements dependent de la nature morphologique anisotrope de ces particules et de leurs charges de bord et de face qui varient en fonction du ph et la force ionique. L'allure des rheogrammes d'ecoulement et les variations des seuils associes renseignent sur les modes d'association et la nature des liaisons interparticulaires. L'evolution des seuils en fonction du ph est caracterisee par une alternance de pics et de creux que l'on a attribue a un passage progressif du mode d'association bord-face au mode bord-bord. La variation des seuils en fonction de la force ionique presente un maximum qui s'explique par une transition progressive de la nature des forces interparticulaires, d'un etat collectif a un etat individualise. L'analyse des rheogrammes d'ecoulement a tres faible gradient de vitesse corrobore cette interpretation. Les courbes de fluage sont caracterisees par une transition entre un regime viscoelastique solide et un regime viscoelastique liquide. Dans ce dernier cas, le comportement du materiau peut se decomposer en trois etapes successives pour lesquelles nous avons determine des lois d'ecoulement simples. L'etude du comportement rheologique par le biais d'essais dynamiques complete les analyses anterieures en modes ecoulement et fluage sur des suspensions de meme type. Les modules g et g ont ete etudies en balayage en contrainte et en frequence. Finalement nous avons developpe un modele structurel base sur le concept de la fraction volumique effective introduit par quemada. Ce modele, fonde sur une parametrisation originale dependant de la variable temps, reproduit avec une tres bonne precision les deformations progressives de la suspension sous charge avant et apres le seuil en fluage.